綜合管廊的內(nèi)部環(huán)境特點(diǎn)及安全隱患分析

孫天堯 陜西省楊凌示范區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局科員

在綜合管廊建設(shè)、管線安裝及運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中，為了保障管線和設(shè)備能穩(wěn)定安全運(yùn)行，需要全面加強(qiáng)對(duì)綜合管廊內(nèi)部環(huán)境的調(diào)查研究。由于綜合管廊在我國(guó)的建設(shè)時(shí)間相對(duì)較短，運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)不足，缺乏對(duì)管廊內(nèi)部環(huán)境的關(guān)注，因而管廊本體結(jié)構(gòu)滲漏、管道銹蝕、通風(fēng)不暢等缺陷時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅管廊及維護(hù)人員的安全。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)管廊內(nèi)部環(huán)境的研究，制定針對(duì)性的防控措施，可以有效解決潛在的安全隱患。

1 綜合管廊概述

綜合管廊就是城市地下管線綜合走廊，即將雨水管、給排水管、供熱管、燃?xì)夤?、電力及通信等管線集中敷設(shè)在管廊內(nèi)，實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理，是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施。綜合管廊是城市地下空間整體開(kāi)發(fā)、市政設(shè)施一體化布置的一大亮點(diǎn)。通常，綜合管廊布置在道路的綠化帶下方，整體呈現(xiàn)狹長(zhǎng)帶狀分布。綜合管廊本體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能有效承擔(dān)道路荷載，減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管線的危害；管線沿管道支架敷設(shè)，避免其與土壤之間的直接接觸，降低土壤對(duì)管線的侵蝕；綜合管廊能實(shí)現(xiàn)各種專業(yè)管線的統(tǒng)一管理和監(jiān)測(cè)，在提升其整體工作效率的同時(shí)有效提高管線敷設(shè)的效率，而且能盡可能減輕對(duì)其他管線安全運(yùn)行帶來(lái)的負(fù)面影響[1]；管廊統(tǒng)一規(guī)劃、超前設(shè)計(jì)，避免城市“拉鏈路”，消除城市“蜘蛛網(wǎng)”。

但我國(guó)城市綜合管廊建設(shè)起步晚，未形成大循環(huán)，只能分段改造，與原有管線銜接存在安全隱患；管廊建設(shè)在地下，沉降縫、管廊與原有管線接口、混凝土結(jié)構(gòu)防水等因施工工藝及質(zhì)量缺陷常出現(xiàn)滲水現(xiàn)象；管廊中各類管線集中安裝，溫度高，濕度大，管線腐蝕嚴(yán)重；管廊空間封閉，通風(fēng)差，燃?xì)夤?、熱力管道、電力通信線纜等對(duì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員形成安全威脅。故對(duì)管廊內(nèi)部環(huán)境的研究顯得尤為重要。

2 綜合管廊的環(huán)境特點(diǎn)

2.1 通風(fēng)形式多樣

綜合管廊屬于地下封閉空間，通風(fēng)條件差，為了保證管廊內(nèi)管道、設(shè)備正常運(yùn)行及維護(hù)人員的安全，需要對(duì)管廊內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)換氣，及時(shí)排除管廊內(nèi)部廢氣及余熱，確保管廊內(nèi)部溫度不大于40 ℃，氧氣體積含量不小于19.5%，污水管道艙及燃?xì)夤艿琅撚泻怏w不超過(guò)規(guī)定數(shù)值。當(dāng)管廊內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能協(xié)助控制火勢(shì)蔓延，火災(zāi)后能排除有毒氣體，送入新鮮空氣。

綜合管廊內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，采用機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)相結(jié)合的通風(fēng)方式。污水管道艙和燃?xì)夤艿琅摬捎脵C(jī)械進(jìn)風(fēng)+機(jī)械排風(fēng)形式，其他艙根據(jù)情況可采用自然進(jìn)風(fēng)+機(jī)械排或械進(jìn)風(fēng)+機(jī)械排風(fēng)形式。

綜合管廊內(nèi)部在每一個(gè)防火分區(qū)設(shè)立一個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)分區(qū)，通風(fēng)設(shè)備與監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。在正常情況下，通風(fēng)系統(tǒng)采取間接節(jié)能運(yùn)行模式；維護(hù)巡檢情況下，需提前啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，使管廊內(nèi)溫度、濕度、氧氣達(dá)到安全數(shù)值，確保維護(hù)人員安全；異常報(bào)警情況下，管廊內(nèi)溫度過(guò)高、燃?xì)夂蛷U氣密度過(guò)大時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)聯(lián)動(dòng)相關(guān)區(qū)域通風(fēng)設(shè)備立即啟動(dòng)，強(qiáng)制進(jìn)行通風(fēng)換氣；火災(zāi)情況下，消防聯(lián)動(dòng)控制器立即聯(lián)動(dòng)關(guān)閉發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)及相鄰分區(qū)的通風(fēng)設(shè)備及電動(dòng)防火閥，以確保該分區(qū)密閉，不讓火災(zāi)蔓延，待確認(rèn)火災(zāi)熄滅冷卻后，重新啟動(dòng)該區(qū)及相鄰區(qū)域的通風(fēng)設(shè)備，打開(kāi)防火閥，排出有毒有害氣體，送入新鮮空氣，確保進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)消防及維護(hù)工作人員的安全。

2.2 氣流組織復(fù)雜

綜合管廊內(nèi)部環(huán)境最大的特征在于氣流組織相對(duì)復(fù)雜，且易受到外界環(huán)境的影響。由于廊內(nèi)各類專業(yè)管線要與廊外管線進(jìn)行銜接，使得綜合管廊建設(shè)需沿著道路的方向延伸、彎曲；綜合管廊建設(shè)在地下密閉空間，需要設(shè)置較多的特殊節(jié)點(diǎn)，其中包括投料口、引出口、通風(fēng)口、設(shè)備口和逃生口等，而這些特殊節(jié)點(diǎn)在綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段中占據(jù)較高比例[2]。由于綜合管廊頂部正上方預(yù)留孔洞與外界地面連通，為了防止雨水倒灌，需要這些特殊孔洞周圍局部抬高，使得綜合管廊內(nèi)部的氣流組織變得更為復(fù)雜。

2.3 管廊內(nèi)與地面溫差大

由于受到綜合管廊結(jié)構(gòu)的影響，在實(shí)際建設(shè)中又要考慮到工程造價(jià)和管廊的可利用空間，增加了通風(fēng)設(shè)計(jì)的難度。管廊建設(shè)在地下，空間狹小，通風(fēng)條件差，熱力管道、電力線纜、采光照明及其他設(shè)備產(chǎn)生的熱量不易排出，導(dǎo)致管廊內(nèi)溫度與地面溫差較大。而管廊內(nèi)和地面溫差較大的現(xiàn)象，潛在許多安全隱患，對(duì)綜合管廊的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了許多阻礙。在綜合管廊通風(fēng)的過(guò)程中，要充分考慮管廊內(nèi)與地面溫差較大，空氣遇冷在管道表面形成凝結(jié)水的現(xiàn)象。由于大部分綜合管廊內(nèi)部管道及設(shè)備并沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的防腐處理，導(dǎo)致管網(wǎng)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，而冷凝水成為綜合管廊中鋼管及鋼構(gòu)件安全運(yùn)行的最大威脅。

3 綜合管廊運(yùn)行特點(diǎn)及安全隱患分析

3.1 給水管運(yùn)行特點(diǎn)及隱患

綜合管廊內(nèi)給水管道為城市主干管，給水壓力高，設(shè)計(jì)管徑大，一旦爆管，會(huì)立即淹沒(méi)管廊，給管廊內(nèi)維護(hù)人員及設(shè)備造成非常大的危害，所以對(duì)給水管道爆管原因的分析極為重要。究其原因，主要為管材質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求，以次充好；連接管件不是同一廠家產(chǎn)品，特別是熱熔連接管件，因其材料配方不同，熱熔連接效果差；管廊內(nèi)給水管道與廊外原有管道連接，因其材質(zhì)不同，過(guò)度轉(zhuǎn)換接頭安裝不規(guī)范、不牢固、不密閉；因管廊內(nèi)溫度高、濕度大、通風(fēng)差，鋼管及閥門銹蝕損壞；管道安裝沒(méi)有嚴(yán)格按照給水管道施工規(guī)范施工，管道試壓流于形式；管道支架斷裂，管廊結(jié)構(gòu)變形，導(dǎo)致管道折斷等[3]。

3.2 污水管運(yùn)行特點(diǎn)及隱患

綜合管廊污水管道有二類，一是為從污水處理廠處理后可直接排放的污水管道，另外一種則是收集去往污水處理廠需要處理的污水管道。針對(duì)第一種排水管道來(lái)說(shuō)，一旦出現(xiàn)漏水或爆管現(xiàn)象，會(huì)出現(xiàn)管廊內(nèi)部含氧量急劇下降，而泄漏的污水要通過(guò)管廊內(nèi)污水泵進(jìn)行強(qiáng)制排水，工時(shí)較長(zhǎng)，當(dāng)工作人員需要入廊搶修時(shí)，廊內(nèi)的空氣含氧量過(guò)低而無(wú)法進(jìn)入。而后一種污水，在運(yùn)輸過(guò)程中不斷發(fā)酵，有毒有害氣體成分更加復(fù)雜，濃度更高，而一旦出現(xiàn)泄爆現(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重污染管廊內(nèi)部的空氣環(huán)境。

3.3 供熱管運(yùn)行特點(diǎn)及隱患

管廊內(nèi)的市政供熱管道一般采用保溫層與保護(hù)套于一體的無(wú)縫鋼管，其高壓熱介質(zhì)中包含大量的蒸汽和熱水。雖然由于管廊建設(shè)在地下，外界氣候因素對(duì)管廊內(nèi)部的溫度帶來(lái)的影響相對(duì)較小，有效降低了供熱管道因補(bǔ)償器而出現(xiàn)變形漏損的概率[4]。但是，供熱干管管徑大、壓力高，若因?yàn)楣懿馁|(zhì)量差、焊接缺陷、管道銹蝕等因素對(duì)管道產(chǎn)生危害，又因其溫度高易蒸發(fā)，難以發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，一旦出發(fā)生漏爆現(xiàn)象，立即會(huì)使管廊內(nèi)部形成高溫高濕的空氣環(huán)境，危害極大。

3.4 燃?xì)夤苓\(yùn)行特點(diǎn)及隱患

管廊內(nèi)天然氣管道嚴(yán)禁出現(xiàn)泄漏，但由于受到管材的影響，接頭損壞、管道腐蝕、不規(guī)范的操作都會(huì)使管廊主體保護(hù)失效，從而出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象[5]。由于燃?xì)庑孤?huì)沿著管廊的方向逐漸延伸，天然氣中的甲烷含量相對(duì)較高，容易發(fā)生爆炸。因而在燃?xì)夤艿倪\(yùn)行過(guò)程中要加強(qiáng)監(jiān)控，嚴(yán)防泄漏現(xiàn)象發(fā)生，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)排除。

3.5 電力電纜管運(yùn)行特點(diǎn)及隱患

管廊中敷設(shè)的電纜及通信光纜為市政設(shè)施的主干線路，一旦出現(xiàn)故障，影響范圍大，經(jīng)濟(jì)損失高，同時(shí)會(huì)造嚴(yán)重的觸電傷亡事故。故在管廊設(shè)計(jì)過(guò)程中，一是集中單獨(dú)設(shè)艙；二是要加強(qiáng)預(yù)防措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)維修，及時(shí)排除；三是要加強(qiáng)管理自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)，提升整體運(yùn)行的安全可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)綜合管廊內(nèi)部環(huán)境特點(diǎn)及安全隱患的分析，運(yùn)營(yíng)管理單位要制定有針對(duì)性的巡查管理方案，在綜合管廊內(nèi)重點(diǎn)位置設(shè)置相應(yīng)的溫濕度、含氧量及有毒有害氣體檢測(cè)儀表，針對(duì)不同的管線設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)儀，加強(qiáng)管廊內(nèi)排水、給水、熱力、電力、通信、燃?xì)夂屯L(fēng)的監(jiān)控與報(bào)警消防聯(lián)動(dòng)；在燃?xì)夤艿廊肜鹊姆笤O(shè)過(guò)程中，要充分考慮其危險(xiǎn)性，加強(qiáng)防爆產(chǎn)品的使用，加強(qiáng)管廊通風(fēng)檢測(cè)。同時(shí)，要充分考慮綜合管廊地質(zhì)條件變化帶來(lái)的影響，針對(duì)較薄弱的區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的沉降位移監(jiān)測(cè)表，全面加強(qiáng)綜合管廊內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)受力情況和變形情況的監(jiān)控等系列工作。以自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)為主要手段，以較易出現(xiàn)險(xiǎn)情的節(jié)點(diǎn)為主要巡查對(duì)象，以預(yù)防為主要抓手，制定搶修應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)維護(hù)，及時(shí)處置，確保綜合管廊維護(hù)人員及設(shè)備安全運(yùn)行。